一种磁电式纺纱锭子功率传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种磁电式纺纱锭子功率传感器，包括锭杆和锭脚，锭杆与锭脚活动连接，锭脚的内部设有离合组件、磁体、磁电敏感组件和集成转换模块，离合组件套设在锭杆的下部，且离合组件与锭杆固定连接；磁电敏感组件套设在离合组件的远离锭杆的一侧，磁电敏感组件与离合组件的外侧固定连接；磁电敏感组件的感应线圈与磁体相配合；磁体与离合组件的内侧固定连接；磁电敏感组件的信号提取电阻与感应线圈电连接组成闭合回路，且信号提取电阻与集成转换模块电连接。本发明专利技术的外形与传统纺纱锭子的外形一致，具有性能稳定、灵敏度高，可反复使用、批量化生产、成本低、寿命长、不改变传统锭子既有工作方式的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种磁电式纺纱锭子功率传感器
本专利技术涉及纺织机械领域，具体涉及一种磁电式纺纱锭子功率传感器。
技术介绍
1831年8月，英国物理学家迈克尔·法拉第(MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日)发现了电磁感应定律，1832年，俄国物理学家受法拉第电磁感应定律的启发，展开了大量电磁实验，于1833年发表论文《论动电感应引起的电流方向》，该文章指出：感应电流的方向是使它所产生的磁场与引起感应的原磁场的变化方向相反。1865年，英国麦克斯韦从电磁理论推论电磁波的存在，它以光速传播并断定光就是一种电磁波。自此以后，电磁感应定律逐渐地得到了广泛应用，磁电传感原理就是法拉第电磁感应定律在传感器技术上具体的应用体现。2006年清华大学汽车工程系宋国民、李骏、胡林峰和蒋兆颐等人在研究磁电式转速传感原理的基础上开发了针对高压柴油机的磁电式转速传感器，该传感器可安装到电控柴油机上取代进口。2010年中国地震局工程力学研究所的宋丽红、田辉鹏、黄浩华研究了磁电式传感器与信号调节器的匹配问题。2013年上海交通大学汽车电子技术研究所的任国丰、田丰、张树梅、杨林研究了用于电控柴油机磁电式转速传感器的输出电压特性，指出减小安装间隙可提高低速下的输出电压。2014年西南科技大学制造科学与工程学院的昝钧德和向北平研究了梭式止回阀阀芯位移磁电式传感器的磁场变化，为管道安全保障提供理论基础。2017年中国航天科工集团第三研究院第三十一研究所安璟月研制了某蜗轮发动机用磁电子转速传感器。可见，尽管磁电式传感器得到了应用，但是磁电式传感器的应用研究并没有广泛展开，也没有得到广泛的应用，当前其应用主要集中在汽车领域。纺纱锭子是纺纱机上加拈卷绕的主要部件之一，是纺织机上常用的关键部件之一，锭子是否在线正常工作及锭子的在线消耗功率、转速是纺织行业普遍关注的关键参数。由于锭子和锭脚的工作方式是拔插式的，并且传统锭子是纯机械精密机构，锭脚中的机械结构复杂、零件尺寸小并且加工精度要求较高，装配工艺繁杂，因此传统锭子的制作成本相对比较高。若纺纱锭子在工作过程中由于某种故障而不转动时，纺纱机操作人员难以及时获悉并修复，由于每根纺纱锭子工作时的实时消耗功率无从知晓，难以根据实际情况优化纺纱锭子的机械结构，难以评估一台纺织机所有锭子的在线消耗功率，难以对不同类型的锭子的性能作出恰当的分析和评价，因此纺织机的自动化程度也比较低。为了能够在线测量锭子的消耗功率和转速，因此人们便越来越多地关注如何利用现有的技术在线检测锭子消耗功率和转速，同时不改变传统锭子的既定工作方式。
技术实现思路
针对在纺纱机批量生产过程中不能及时判断出问题锭子的现况，本专利技术基于法拉第电磁感应效应提出了一种磁电式纺纱锭子功率传感器，可以准确的获知所有锭子的在线消耗功率并进行实时监控，有利于及时维修或更换问题锭子并提高工业生产效率。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种磁电式纺纱锭子功率传感器，包括锭杆和锭脚，锭杆与锭脚活动连接组成封闭结构，所述锭脚的内部设有离合组件、磁体、磁电敏感组件和集成转换模块，所述离合组件套设在锭杆的底部并与锭杆活动连接，锭杆旋转时，离合组件同锭杆一起旋转；所述磁电敏感组件套设在离合组件的远离锭杆的一侧，磁电敏感组件与离合组件的外侧固定连接，且磁电敏感组件不随锭杆一起旋转；所述磁电敏感组件的感应线圈与磁体相配合，除感应线圈外，磁电敏感组件的其它结构均为采用绝缘材料制作；所述磁体位于离合组件的远离锭杆的一侧，磁体与离合组件的内侧活动连接，且磁体同锭杆一起旋转；所述磁电敏感组件的信号提取电阻Rf与感应线圈电连接组成闭合回路，且信号提取电阻Rf与集成转换模块电连接。当锭杆旋转时，磁体同锭杆一起旋转，相当于磁场以锭杆的速度在空间旋转，由于感应线圈不动，从而相当于磁力线被被迫切割，从而在磁电敏感组件中产生了感应电动势，信号提取电阻Rf与感应线圈电连接组成了闭合回路，信号提取电阻Rf中便产生了相应的感应电压和感应电流，集成转换模块测量出感应电压和感应电流后将两个数据相乘即为锭子的消耗功率，集成转换模块与外部连接以便将测量结果输出。进一步地，所述离合组件包括离合键、离合组件支撑装配件和轴向推力球轴承，所述离合键的上部设有支撑台，支撑台通过轴向推力球轴承与离合组件支撑装配件活动连接；离合键内设有通孔，锭杆底部的外伸轴插入通孔后与离合键固定连接，离合键随锭杆一起旋转；离合键可以通过键或内齿轮与锭杆实现连接或分离；所述轴向推力球轴承套设在离合键上，轴向推力球轴承的一侧与支撑台固定连接，轴向推力球轴承的另一侧与离合组件支撑装配件的上部固定连接；所述离合组件支撑装配件套设离合键上，且离合组件支撑装配件与离合键活动连接，且离合组件支撑装配件的下部与磁电敏感组件连接；所述磁体位于通孔的下部，磁体与离合键装配连接，且磁体与磁电敏感组件相配合。所述轴向推力球轴承对离合键起到轴向支撑定位的作用。进一步地，所述离合组件支撑装配件包括离合组件支撑外套，所述离合组件支撑外套套设在离合键上，且离合组件支撑外套通过机械轴承与离合键活动连接；所述机械轴承的外侧与离合组件支撑外套固定连接，机械轴承的内侧与离合键固定连接；所述机械轴承为角接触球轴承、滚子轴承或向心推力轴承，所有可以同时实现轴向和径向定位的轴承都可以使用；所述离合组件支撑外套的上部与轴向推力球轴承固定连接，离合组件支撑外套的下部与磁电敏感组件固定连接。由于机械轴承和轴向推力球轴承的存在，锭杆旋转时，离合组件支撑外套不动；机械轴承实现对锭杆的向心定位，防止锭杆和离合键连接在一起旋转时所发生的偏斜现象，增强锭杆和离合键的轴向刚度和向心定位。为了轴向压紧离合键和固定机械轴承的内座圈并防止轴向窜动，所述离合键和机械轴承通过离合键端盖固定连接；所述离合键端盖位于离合组件支撑装配件和磁体之间，离合键端盖套设在离合键上，且离合键端盖与离合键固定连接。为了向轴向推力球轴承提供轴向支撑并起到传力的作用，所述离合组件支撑装配件还包括离合组件支撑端盖，所述离合组件支撑端盖套设在离合键上，离合组件支撑端盖的一侧设有凹槽II，离合组件支撑端盖的另一侧设有连接台，连接台与离合组件支撑外套的内壁固定连接；所述轴向推力球轴承设置在凹槽II内；所述离合组件支撑外套的数量至少为两个，且两个离合组件支撑外套之间通过离合组件支撑端盖连接。进一步地，所述磁电敏感组件还包括感应线圈骨架和感应线圈骨架端盖，感应线圈骨架的上部通过感应线圈骨架端盖与离合组件固定连接，感应线圈骨架的下部圆周方向设有凹槽I；所述感应线圈设置在凹槽I内，并缠绕在凹槽I的内壁上，且且感应线圈骨架设置在磁体的外部。所述感应线圈骨架采用绝缘材料制作。优选地，所述感应线圈骨架与离合组件之间、感应线圈骨架与感应线圈骨架端盖之间均设有绝缘垫片，且绝缘垫片与离合组件和感应线圈骨架端盖固定连接。绝缘垫片从电气性能方面起到将感应线圈与其它结构隔离的作用。进一步地，所述集成转换模块包括功率计算模块、存储器和信号输出模块，所述功率计算模块包括功率放大器、模拟乘法器和功率因数控制器，所述模拟乘法器的输入与信号提取电阻Rf电连接，模拟乘法器的输出与功率放大器电连接；所述功率放大器与功率因数控制器电连接；所述功率因数控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁电式纺纱锭子功率传感器，包括锭杆（1）和锭脚（2），锭杆（1）与锭脚（2）活动连接，其特征在于，所述锭脚（2）的内部设有离合组件（3）、磁体（4）、磁电敏感组件（5）和集成转换模块（6），所述离合组件（3）套设在锭杆（1）的下部，且离合组件（3）与锭杆（1）固定连接；所述磁电敏感组件（5）套设在离合组件（3）的远离锭杆（1）的一侧，且磁电敏感组件（5）与离合组件（3）的外侧固定连接；所述磁电敏感组件（5）的感应线圈与磁体（4）相配合；所述磁体（4）与离合组件（3）的内侧固定连接；所述磁电敏感组件（5）的信号提取电阻Rf与感应线圈电连接组成闭合回路，且信号提取电阻Rf与集成转换模块（6）电连接。

【技术特征摘要】
1.一种磁电式纺纱锭子功率传感器，包括锭杆（1）和锭脚（2），锭杆（1）与锭脚（2）活动连接，其特征在于，所述锭脚（2）的内部设有离合组件（3）、磁体（4）、磁电敏感组件（5）和集成转换模块（6），所述离合组件（3）套设在锭杆（1）的下部，且离合组件（3）与锭杆（1）固定连接；所述磁电敏感组件（5）套设在离合组件（3）的远离锭杆（1）的一侧，且磁电敏感组件（5）与离合组件（3）的外侧固定连接；所述磁电敏感组件（5）的感应线圈与磁体（4）相配合；所述磁体（4）与离合组件（3）的内侧固定连接；所述磁电敏感组件（5）的信号提取电阻Rf与感应线圈电连接组成闭合回路，且信号提取电阻Rf与集成转换模块（6）电连接。2.根据权利要求1所述的磁电式纺纱锭子功率传感器，其特征在于，所述离合组件（3）包括离合键（10）和离合组件支撑装配件（11），所述离合键（10）设置在离合组件支撑装配件（11）内，且离合键（10）与离合组件支撑装配件（11）活动连接；所述离合键（10）的上部设有支撑台，离合键（10）固定连接在锭杆（1）下部的外伸轴上；所述支撑台通过轴向推力球轴承（13）与离合组件支撑装配件（11）活动连接；所述轴向推力球轴承（13）的一侧与支撑台连接，轴向推力球轴承（13）的另一侧与离合组件支撑装配件（11）的上部连接；所述离合组件支撑装配件（11）的下部与磁电敏感组件（5）连接；所述磁体（4）与离合键（10）的下部固定连接。3.根据权利要求2所述的磁电式纺纱锭子功率传感器，其特征在于，所述离合组件支撑装配件（11）包括离合组件支撑外套（14），所述离合组件支撑外套（14）与离合键（10）活动连接，且离合组件支撑外套（14）的上部与轴向推力球轴承（13）连接，离合组件支撑外套（14）的下部与磁电敏感组件（5）固定连接。4.根据权利要求3所述的磁电式纺纱锭子功率传感器，其特征在于，所述离合组件（3）还包括离合键端盖（12），所述离合键端盖（12）位于离合组件支撑装配件（11）和磁体（4）之间，离合键端盖（12）与离合键（10）固定连接。5.根据权利要求3或4所述的磁电式纺纱锭子功率传感器，其特征在于，所述离合组件支撑装配件（11）还包括离合组件支撑端盖（16），所述离合组件支撑端盖（16）套设在离合键（10）上，离合组件支撑端盖（16）的一侧设有凹槽II，离合组件支撑端盖（16）的另一侧设有连接台，连接台与离合组件支撑外套（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周高峰，张琦，刘彦明，李峥峰，郭士锐，安向东，靳继勇，崔陆军，任东旭，席建普，尚会超，邓大立，徐航，乔雪涛，赵则祥，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41